[发明专利]使用非刚性配准校正门控PET图像中运动的系统和方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及成像，并且更具体地涉及使用非刚性配准校正门控图像中的运动。

背景技术

在现代健康护理设施中，非侵入性成像(non-invasive imaging)系统常常用于识别、诊断和治疗身体疾病。医疗成像涵盖用于使患者内的器官和组织的内部结构和/或功能行为(例如化学或代谢活动等)成像和可视化的不同非侵入技术。当前，存在许多形态的医疗诊断和成像系统，每个典型地依据不同的物理原理运行以产生不同类型的图像和信息。这些形态包括超声系统、计算机断层摄影(CT)系统、X射线系统(包括常规和数字或数字化的成像系统两者)、正电子发射断层摄影(PET)系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)系统和磁共振(MR)成像系统。

PET图像通常用于放射治疗(RT)和放射治疗计划(RTP)。一般，胸的PET图像在若干分钟的时间间隔上采集。在该时间期间，患者典型地由于呼吸、心脏运动和其他总患者移动经历运动。该运动导致产生的最终图像模糊，因此导致在该模糊的图像中不准确的计划肿瘤体积(PTV)的识别。该不准确的PTV可不利地导致实际肿瘤区域的不准确检测和/或正常组织的去除。

当前可用的技术通过使用门控技术将呼吸周期分解成更小的时间间隔并且采集对应于这些更小时间间隔的图像数据解决与PET成像中的呼吸运动关联的问题。尽管通过采用这些门控技术对应于个体门的图像数据可没有运动，隔离的每个门苦于由于在对应的采集时间间隔内减少的记录光子数引起的低信噪比。此外，由于患者呼吸引起的运动的存在妨碍在PET成像中使用胸部扫描评估结节，因为从不同的门采集的图像不对准并且这些门控图像的不对准表现为不同图像之间感兴趣的解剖对象的相对运动。因此，可能不能从PET扫描获得肿瘤准确定位和它们的随后量化。另外，当前可用的技术采用配准技术以产生最终图像，其中对应于特定门的图像选择为参考图像并且其他门控图像配准到选择的门控图像。使用门控图像作为参考图像导致图像偏移到选择的门控图像。该偏移妨碍患者中的肿瘤体积或异常的准确确定。

因此开发用于产生没有由于例如呼吸或心脏运动等患者移动引起的运动影响的具有提高的信噪比的图像的系统和方法是可取的。更具体地，需要有用于校正由于患者移动引起的图像中的运动的系统和方法。另外，需要有产生最终图像的方法，其采用无参考配准技术以减少在最终图像中的任何偏移。

发明内容

根据本技术的方面，提供成像的方法。该方法包括重建在多个时间间隔采集的图像数据以获得多个图像。此外，该方法包括使用该多个图像产生均值图像(mean image)。该方法还包括通过迭代地确定该均值图像或该多个图像的或该均值图像和该多个图像两者的收敛性(convergence)以产生收敛的均值图像、收敛的多个图像或收敛的均值图像和收敛的多个图像两者，而校正在该均值图像或该多个图像中或在该均值图像和该多个图像两者中的运动。

根据本技术的另一个方面，提供成像的方法。该方法包括重建在多个时间间隔采集的图像数据以获得多个图像。另外，该方法包括使用该多个图像产生均值图像。该方法还包括通过将该多个图像配准到该均值图像而变换该多个图像以获得多个变换的图像。此外，该方法包括使用该多个变换的图像产生更新的均值图像。并且，该方法包括通过迭代确定该均值图像或该多个图像或该多个变换的图像的收敛性以产生收敛的均值图像、收敛的多个图像或收敛的多个变换的图像，而校正在该均值图像或该多个图像或该多个变换的图像中的运动。

根据本技术的再另一个方面，提供成像系统。该系统包括用于在多个时间间隔中的每个处采集图像数据的数据采集系统。此外，该系统包括用于重建该图像数据以获得多个图像的计算机系统。另外，该系统包括运动校正子系统，其用于使用该多个图像产生均值图像，通过迭代确定该均值图像或该多个图像的或该均值图像和该多个图像两者的收敛性以产生收敛的均值图像、收敛的多个图像或收敛的均值图像和收敛的多个图像两者，而校正在该均值图像或该多个图像中或在该均值图像和该多个图像两者中的运动，和显示运动校正的最终图像的显示装置。

附图说明

当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读时，本发明的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解，其中：

图1是根据本技术的方面的示范性PET成像系统的示意图；

图2是描绘根据本技术的方面的运动校正的示范性方法的流程图；

图3是描绘根据本技术的方面的跨迭代的门控图像收敛性的图示。

具体实施方式